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Tema 4

tema 4 1º bachillerato

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Tema 4
La materia mineral:
CRISTALIZACIÓN Y AMBIENTES
PETROGENÉTICOS
4.1 LA MATERIA MINERAL
La materia en la Tierra se encuentra en los tres estados conocidos:
sólido, líquido y gaseoso. La materia mineral es la materia sólida de
la Tierra, y por extensión la de los otros planetas
Los elementos más abundantes en la
Tierra son el Fe, el O y el Si, mientras que
en la corteza son el O, Si y el Al
Los elementos químicos
forman compuestos que
son los minerales y la
agregación de minerales
da lugar a las rocas
La materia mineral de la Tierra puede aparecer de dos formas:
a) Materia amorfa o vítrea : Los elementos químicos que la
constituyen están dispuestos al azar, sin ningún orden periódico.
Por ejemplo obsidiana, ópalo o limonita
b) Materia cristalina: sus constituyentes están ordenados
periódicamente en el espacio formando una estructura interna
cristalina
Un cristal es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura
interna ordenada y una composición química definida, que puede
ser de origen natural o sintético
Todos los minerales son cristales, pero no son minerales todos los
cristales
La formación de los cristales se denomina cristalogénesis. El
primer paso en el desarrollo de un cristal es la sobresaturación de
la solución o el fundido a partir del que se forma; a continuación
comienza la nucleación o formación de un núcleo que sirve de
semilla del cristal y, después, el crecimiento cristalino por
sucesivas uniones de átomos al núcleo del cristal.
Un monocristal es un cristal individual que se forma a partir de
un núcleo sin sufrir interrupción y mantiene la misma dirección
de crecimiento.
Es frecuente que en el proceso de crecimiento se formen
agregados cristalinos como las drusas y las geodas
La formación de nuevos cristales tiene lugar por:
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enfriamiento lento para que se formen correctamente
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vapor de agua
Existen otros dos procesos que representan la formación de cristales
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Tema 4

  • 1. Tema 4 La materia mineral: CRISTALIZACIÓN Y AMBIENTES PETROGENÉTICOS
  • 2. 4.1 LA MATERIA MINERAL La materia en la Tierra se encuentra en los tres estados conocidos: sólido, líquido y gaseoso. La materia mineral es la materia sólida de la Tierra, y por extensión la de los otros planetas Los elementos más abundantes en la Tierra son el Fe, el O y el Si, mientras que en la corteza son el O, Si y el Al Los elementos químicos forman compuestos que son los minerales y la agregación de minerales da lugar a las rocas
  • 3. La materia mineral de la Tierra puede aparecer de dos formas: a) Materia amorfa o vítrea : Los elementos químicos que la constituyen están dispuestos al azar, sin ningún orden periódico. Por ejemplo obsidiana, ópalo o limonita b) Materia cristalina: sus constituyentes están ordenados periódicamente en el espacio formando una estructura interna cristalina
  • 4. Un cristal es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura interna ordenada y una composición química definida, que puede ser de origen natural o sintético Todos los minerales son cristales, pero no son minerales todos los cristales La formación de los cristales se denomina cristalogénesis. El primer paso en el desarrollo de un cristal es la sobresaturación de la solución o el fundido a partir del que se forma; a continuación comienza la nucleación o formación de un núcleo que sirve de semilla del cristal y, después, el crecimiento cristalino por sucesivas uniones de átomos al núcleo del cristal.
  • 5. Un monocristal es un cristal individual que se forma a partir de un núcleo sin sufrir interrupción y mantiene la misma dirección de crecimiento. Es frecuente que en el proceso de crecimiento se formen agregados cristalinos como las drusas y las geodas
  • 6. La formación de nuevos cristales tiene lugar por: - Solidificación a partir de un material fundido. Debe ser un enfriamiento lento para que se formen correctamente - Precipitación: a partir de una disolución por múltiples factores como cambios en el pH, sobresaturación etc - Sublimación: a partir de un gas como cristales de hielo a partir de vapor de agua Existen otros dos procesos que representan la formación de cristales por transformaciones en estado sólido de cristales previos: - Recristalización: aumento de tamaño de un cristal , al añadirse más elementos químicos - Reajuste mineralógico : formación de un nuevo cristal por reorganización de los componentes de un cristal preexistente
  • 7. 2.- LOS MINERALES Un mineral es una sustancia sólida, elemento o compuesto químico, de composición definida o que varía entre ciertos límites, inorgánica, de origen natural, con una estructura cristalina definida. Los minerales polimorfos son minerales con la misma composición química y distinta estructura interna cristalina. Presentan propiedades muy diferentes. Como por ejemplo el diamante y el grafito , ambos compuestos por carbono puro. Los minerales isomorfos son minerales con una misma estructura cristalina pero con distinta composición química. Cuando la proporción de impurezas es muy diferente , tenemos que definir dos especies minerales distintas aunque tengan la misma estructura cristalina
  • 8. Definimos serie isomorfa a la variación gradual por sustitución progresiva de uno de sus átomos en minerales que mantienen la misma estructura cristalina. Como en la serie isomorfa de las plagioclasas
  • 9. 2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES Dos criterios a) Según la composición química ( clasificación químico-estructural)
  • 10. b) Según se presenten o no en rocas Se denominan minerales petrogenéticos a los minerales que forman las rocas. Se dividen en minerales petrogenéticos silicatados y no silicatados. b.1 ) silicatados Los silicatos son los minerales que forman mayoritariamente las rocas. Están formados esencialmente por silicio y oxígeno, a los que se asocian, normalmente, algunos cationes La unidad estructural básica es el grupo( SiO4) 4- que se disponen formando un tetraedro con el silicio en el centro
  • 11. A su vez se clasifican según el número de tetraedros que están unidos en la estructura mineral: a) Neosilicatos: un solo tetraedro: andalucita, granate y olivino b) Sorosilicatos: dos tetraedros que comparten un oxígeno: epidota c) Ciclosilicatos: asociación de tres, cuatro o seis tetraedros formando anillos que comparten dos oxígenos: Berilo y turmalina d) Inosilicatos: Silicatos formados estructuralmente por grupos de tetraedros unidos formado cadenas. Comparten dos átomos de oxígeno con sus vecinos Pueden ser: - Cadena sencilla como los piroxenos ( augita) - Cadena doble: como los anfíboles (hornblenda) e) Filosilicatos: láminas en las que todos los tetraedros comparten tres oxígenos: micas (biotita o moscovita) , talco o minerales de arcilla (caolinita y sepiolita)
  • 15. f) tectosilicatos: Disposición tridimensional de tetraedros que comparten todos sus oxígenos. Pertenecen a este grupo el cuarzo y los feldespatos como la ortosa. b.2) No silicatados a) carbonatos, los minerales principales son la calcita y la dolomita b) sulfatos: yeso y anhidritas c) Haluros: halita o sal gema d) Fosfatos : apatito c) Minerales no petrogenéticos Importantes son la pirita( FeS2), blenda(ZnS) , oligisto(Fe2O3), bauxita (Al2O3)o el bórax (Na2B4O7)
  • 18. 3.- YACIMIENTOS MINERALES Y APLICACIONES DE LOS CRISTALES Se denomina yacimiento mineral a las acumulaciones naturales de minerales no petrogenéticos que, por su volumen o contenido, pueden ser tomadas en consideración para una explotación económicamente rentable En un yacimiento se denomina mena al mineral o minerales que se explotan por su interés económico y a partir del cual o de los cuales se extrae algún elemento químico o compuesto necesario en la industria Se denomina ganga al conjunto de minerales que no se utilizan económicamente. Formará parte de la escombrera o residuo sin aprovechar de las minas. La explotación de los yacimientos se puede realizar a cielo abierto, realizando cortas o mediante explotaciones subterráneas o minas
  • 19. Los minerales o cristales naturales constituyen las materias primas a partir de las cuales se obtienen todos los materiales que utilizamos en nuestra vida diaria. Se utilizan para - metalurgia: se utilizan minerales metálicos y sus aleaciones o mezclas. Por ejemplo el acero es una aleación de hierro y carbono - Industria cerámica: monocristales de sílice , utilizados como semiconductores en la construcción de paneles fotovltaicos - Piedras preciosas: Es un mineral que tiene belleza durabilidad y rareza. Ejemplo diamante, esmeralda, zafiro Las piedras semipreciosas tienen una o dos de estas cualidades. Ejemplo . Amatista o la turquesa
  • 20. 4.- AMBIENTES PETROGENÉTICOS Los ambientes petrogenéticos son zonas de la Tierra donde se producen los procesos geológicos que dan como consecuencia la formación de minerales y rocas. Cada ambiente está caracterizado por unas condiciones de presión y temperatura Los ambientes petrogenéticos son: a) Ígneo o magmático: Se caracteriza por presiones y temperaturas hacen fundir las rocas y dan lugar a los magmas. La solidificación de ese magma produce las rocas ígneas o magmáticas, compuestas fundamentalmente por silicatos b) Metamórfico: se caracteriza por presiones y temperaturas intermedias, que no producen fusión, sino transformaciones en estado sólido( Reajustes mineralógicos y transformaciones polimórficas) c) Sedimentario .Los sedimentos se forman por procesos geológicos externos y las rocas se forman por precipitación , transformaciones y recristalización
  • 21. Las rocas son agregados de minerales. El término agregado significa que los minerales que las constituyen están unidos de manera que conservan las propiedades de cada uno, es decir, las rocas son mezclas heterogéneas de sustancias. Tres tipos de rocas: Ígneas Sedimentarias Metamórficas
  • 22. El ciclo de la rocas